(57)【要約】【課題】本発明は、電力消費が大きい負荷の運行によって、異常電源オフ又は瞬間的に電力が断たれる現象を防止するパワーフェイル保護装置及びその方法、並びにそのパワーフェイル保護装置を応用した電子装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係るパワーフェイル保護装置は、検出電圧を生成する検出ユニットと、変圧差、時間、及び電源オフ閾値電圧が記憶された記憶ユニットと、検出電圧が電源オフ閾値電圧に等しいかどうかを判断し、且つ計時信号を生成する比較ユニットと、を備える。比較ユニットは、所定時間内で獲得した検出電圧が電源オフ閾値電圧より小さいかどうかを判断して、電子装置を作業状態又は電源オフ状態になるようにする。【選択図】図２
2013183633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセッサを備えた電子装置に用いられるパワーフェイル保護装置において、
電池の出力電圧を検出して検出電圧を生成する検出ユニットと、
パワーフェイル瞬間の変圧差、対応するパワーフェイル瞬間の持続時間、及び前記電池の過放電保護電圧と前記パワーフェイル瞬間の変圧差との和である電源オフ極限電圧が予め記憶されている記憶ユニットと、
前記検出電圧が前記電源オフ閾値電圧に等しいかどうかを判断し、且つ前記検出電圧が前記電源オフ閾値電圧に等しい場合、計時信号を生成する比較ユニットと、
を備え、
前記プロセッサは、前記計時信号に応答して計時を開始すると共に所定時間持続し、該所定時間は、前記パワーフェイル瞬間の持続時間より長く、
前記比較ユニットは、前記所定時間内で獲得した検出電圧が全て前記電源オフ閾値電圧より小さいかどうかを判断し、前記所定時間内で獲得した検出電圧の中の少なくとも１つが前記電源オフ閾値電圧より大きい又は等しい場合、前記プロセッサは、前記電子装置が作業状態になるように制御し、前記所定時間内で獲得した検出電圧が全て前記電源オフ閾値電圧より小さい場合、前記プロセッサは、前記電子装置が電源オフになるように制御することを特徴とするパワーフェイル保護装置。
【請求項２】
前記プロセッサが前記比較ユニットを制御して前記所定時間内で前記検出ユニットから検出電圧を獲得する時間間隔が、△ｔ／２０であることを特徴とする請求項１に記載のパワーフェイル保護装置。
【請求項３】
前記パワーフェイル瞬間の変圧差は、統計して獲得した複数のパワーフェイル瞬間の変圧差の中の最大値であり、
前記パワーフェイル瞬間の持続時間は、それぞれ前記複数のパワーフェイル瞬間の変圧差に対応する複数のパワーフェイル瞬間の持続時間の中の最大値であることを特徴とする請求項１又は２に記載のパワーフェイル保護装置。
【請求項４】
前記所定時間は、前記パワーフェイル瞬間の持続時間と時間１ｓとの和であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のパワーフェイル保護装置。
【請求項５】
プロセッサ及びパワーフェイル保護装置を備えた電子装置において、
前記パワーフェイル保護装置は、
電池の出力電圧を検出して検出電圧を生成する検出ユニットと、
パワーフェイル瞬間の変圧差、対応するパワーフェイル瞬間の持続時間、及び前記電池の過放電保護電圧と前記パワーフェイル瞬間の変圧差との和である電源オフ極限電圧が予め記憶されている記憶ユニットと、
前記検出電圧が前記電源オフ極限電圧に等しいかどうかを判断し、且つ前記検出電圧が前記電源オフ極限電圧に等しい場合、計時信号を生成する比較ユニットと、
を備え、
前記プロセッサは、前記計時信号に応答して計時を開始すると共に所定時間を持続し、該所定時間は、前記パワーフェイル瞬間の持続時間より長く、
前記比較ユニットは、前記所定時間内で獲得した検出電圧が全て前記電源オフ極限電圧より小さいかどうかを判断し、前記所定時間内で獲得した検出電圧の中の少なくとも１つが前記電源オフ閾値電圧より大きい又は等しい場合、前記プロセッサは、前記電子装置が作業状態になるように制御し、前記所定時間内で獲得した検出電圧が全て前記電源オフ閾値電圧より小さい場合、前記プロセッサは前記電子装置が電源オフになるように制御することを特徴とする電子装置。
【請求項６】
前記所定時間は、前記パワーフェイル瞬間の持続時間と時間１ｓとの和であることを特徴とする請求項５に記載の電子装置。
【請求項７】
電子装置に応用されるパワーフェイル保護方法において、
パワーフェイル瞬間の変圧差、対応するパワーフェイル瞬間の持続時間、及び電池の過放電保護電圧と前記パワーフェイル瞬間の変圧差との和である電源オフ閾値電圧を予め記憶するステップと、
検出ユニットを利用して前記電池の出力電圧を検出して検出電圧を生成するステップと、
前記検出電圧が前記電源オフ閾値電圧に等しいかどうかを判断し、且つ前記検出電圧が前記電源オフ閾値電圧に等しい場合、計時信号を生成するステップと、
前記計時信号に応答して計時を開始すると共に、前記パワーフェイル瞬間の持続時間より長い所定時間を持続するステップと、
前記所定時間内で、前記検出ユニットから検出電圧を獲得するステップと、
前記所定時間内で獲得した検出電圧が前記電源オフ閾値電圧より小さいかどうかを判断するステップと、
前記所定時間内で獲得した検出電圧の中の少なくとも１つが前記電源オフ閾値電圧より大きい又は等しい場合、プロセッサは、前記電子装置が作業状態になるように制御し、前記所定時間内で獲得した検出電圧が全て前記電源オフ閾値電圧より小さい場合、前記プロセッサは、前記電子装置が電源オフになるように制御するステップと、
を含むことを特徴とするパワーフェイル保護方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子技術に関し、特に電子装置と、この電子装置に応用されるパワーフェイル保護装置及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、携帯式電子装置において、電池に対する測定及び制御は、一般的には、電池の過放電保護電圧を採用してこれを基準点として、電源オフ閾値電圧を制御する。これにより、電子装置の待機時間を効果的に延長することができる。
【０００３】
しかし、システムが電力消費の大きい負荷を運行すると、電池は瞬間的にパワーフェイル（Ｐｏｗｅｒ  Ｆａｉｌ）する。即ち、電池の出力電圧は、パワーフェイル瞬間持続時間内に急激に下降する。このように、電池の出力電圧が電源オフ閾値電圧まで下降した場合、システムは電源オフの命令を出力し、且つこの電源オフの命令に基づいて電源オフのプログラムを実行して、電子装置の電源オフを制御する。従って、電子装置が少電量の状況下で、電力消費が大きい負荷を運行すると、電子装置に異常電源オフ現象が発生する。また、システムは、電源オフの命令を出力した後、電源オフのプログラムを実行するため、一定時間が経過した後、電子装置の電源オフは完了する。しかし、パワーフェイル瞬間持続時間は、通常、電源オフに必要な時間より遥かに短いので、パワーフェイル瞬間持続時間内に、電池の出力電圧が引き続き下降して過放電保護電圧に達すれば、システム全体に瞬間的に電力が断たれる現象が発生するため、電子装置に異常が発生し、さらには電子装置の部品の破損ももたらす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上の問題点に鑑みて、本発明は、電力消費の大きい負荷の運行によって、異常電源オフ又は瞬間的に電力が断たれる現象を防止するパワーフェイル保護装置及びその方法、並びにそのパワーフェイル保護装置を応用した電子装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明に係るプロセッサを備えた電子装置に用いられるパワーフェイル保護装置は、電池の出力電圧を検出して検出電圧を生成する検出ユニットと、パワーフェイル瞬間の変圧差、対応するパワーフェイル瞬間の持続時間、及び前記電池の過放電保護電圧と前記パワーフェイル瞬間の変圧差との和である電源オフ極限電圧が予め記憶されている記憶ユニットと、前記検出電圧が前記電源オフ閾値電圧に等しいかどうかを判断し、且つ前記検出電圧が前記電源オフ閾値電圧に等しい場合、計時信号を生成する比較ユニットと、を備える。前記プロセッサは、前記計時信号に応答して計時を開始すると共に所定時間持続し、該所定時間は、前記パワーフェイル瞬間の持続時間より長く、前記比較ユニットは、前記所定時間内で獲得した検出電圧が全て前記電源オフ閾値電圧より小さいかどうかを判断し、前記所定時間内で獲得した検出電圧の中の少なくとも１つが前記電源オフ閾値電圧より大きい又は等しい場合、前記プロセッサは、前記電子装置が作業状態になるように制御し、前記所定時間内で獲得した検出電圧が全て前記電源オフ閾値電圧より小さい場合、前記プロセッサは、前記電子装置が電源オフになるように制御する。
【０００６】
また、前記課題を解決するために、本発明に係る電子装置は、プロセッサ及びパワーフェイル保護装置を備える。前記パワーフェイル保護装置は、電池の出力電圧を検出して検出電圧を生成する検出ユニットと、パワーフェイル瞬間の変圧差、対応するパワーフェイル瞬間の持続時間、及び前記電池の過放電保護電圧と前記パワーフェイル瞬間の変圧差との和である電源オフ極限電圧が予め記憶されている記憶ユニットと、前記検出電圧が前記電源オフ極限電圧に等しいかどうかを判断し、且つ前記検出電圧が前記電源オフ極限電圧に等しい場合、計時信号を生成する比較ユニットと、を備える。前記プロセッサは、前記計時信号に応答して計時を開始すると共に所定時間を持続し、該所定時間は、前記パワーフェイル瞬間の持続時間より長く、前記比較ユニットは、前記所定時間内で獲得した検出電圧が全て前記電源オフ極限電圧より小さいかどうかを判断し、前記所定時間内で獲得した検出電圧の中の少なくとも１つが前記電源オフ閾値電圧より大きい又は等しい場合、前記プロセッサは、前記電子装置が作業状態になるように制御し、前記所定時間内で獲得した検出電圧が全て前記電源オフ閾値電圧より小さい場合、前記プロセッサは前記電子装置が電源オフになるように制御する。
【０００７】
また、前記課題を解決するために、本発明に係る電子装置に応用されるパワーフェイル保護方法は、パワーフェイル瞬間の変圧差、対応するパワーフェイル瞬間の持続時間、及び電池の過放電保護電圧と前記パワーフェイル瞬間の変圧差との和である電源オフ閾値電圧を予め記憶するステップと、検出ユニットを利用して前記電池の出力電圧を検出して検出電圧を生成するステップと、前記検出電圧が前記電源オフ閾値電圧に等しいかどうかを判断し、且つ前記検出電圧が前記電源オフ閾値電圧に等しい場合、計時信号を生成するステップと、前記計時信号に応答して計時を開始すると共に、前記パワーフェイル瞬間の持続時間より長い所定時間を持続するステップと、前記所定時間内で、前記検出ユニットから検出電圧を獲得するステップと、前記所定時間内で獲得した検出電圧が、前記電源オフ閾値電圧より小さいかどうかを判断するステップと、前記所定時間内で獲得した検出電圧の中の少なくとも１つが前記電源オフ閾値電圧より大きい又は等しい場合、前記プロセッサは、前記電子装置が作業状態になるように制御し、前記所定時間内で獲得した検出電圧が全て前記電源オフ閾値電圧より小さい場合、前記プロセッサは、前記電子装置が電源オフになるように制御するステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る電子装置、電子装置に用いられるパワーフェイル保護装置及びその方法において、電池がパワーフェイルされた時に、電池の出力電圧が電源オフ閾値電圧まで下降した場合、システムが出力した命令を計時信号に変換すると共に所定時間まで持続し、且つ所定時間内で獲得した検出電圧と電源オフ極限電圧とを比較し、該獲得した検出電圧が該電源オフ極限電圧より小さいかどうかを判断する。前記獲得した検出電圧の中の少なくとも１つが電源オフ閾値電圧より大きい又は等しい場合、電子装置が作業状態になるように制御する。このように、電源オフを検出する方式を変えることによって、電子装置が少電量の状況下で、電力消費が大きい負荷の運行による異常電源オフ現象が発生することを防止することができる。また、電源オフ検出方式を変えると共に、電源オフ閾値電圧値を向上させるので、システムがパワーフェイルされても、検出電圧は過放電保護電圧より小さくないので、電子装置が瞬間的に電力を断たれる現象を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る電子装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明に係るパワーフェイル保護方法のフローチャートである。
【図３】本発明に係る電子装置のパワーフェイル時の波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて、本発明に係る電子装置と、この電子装置に応用されるパワーフェイル保護装置及びその方法について詳細に説明する。
【００１１】
図１を参照すると、本発明に係る電子装置９００は、電池１００、パワーフェイル保護装置２００、及びプロセッサ３００を備える。本実施形態において、電池１００は、充電池である。
【００１２】
パワーフェイル保護装置２００は、記憶ユニット２２、検出ユニット２４、及び比較ユニット２６を備える。
【００１３】
記憶ユニット２２には、パワーフェイル瞬間の変圧差△ｕ、対応するパワーフェイル瞬間の持続時間△ｔ、及び電源オフ閾値電圧Ｕｏｆｆ２が予め記憶されている。本実施形態において、パワーフェイル瞬間の変圧差△ｕは、電子装置９００内において、電力消費が大きい異なる負荷（図示せず）がそれぞれ運行される時に統計して獲得された、複数のパワーフェイル瞬間の変圧差△ｕの中の最大値であり、パワーフェイル瞬間の持続時間△ｔは、それぞれ前記複数のパワーフェイル瞬間の変圧差△ｕに対応する、複数のパワーフェイル瞬間の持続時間△ｔの中の最大値であり、電源オフ閾値電圧Ｕｏｆｆ２は、電池１００の過放電保護電圧Ｕｃｕｔとパワーフェイル瞬間の変圧差△ｕとの和（即ち、Ｕｏｆｆ２＝Ｕｃｕｔ＋△ｕ）である。
【００１４】
検出ユニット２４は、電池１００の出力電圧を検出して検出電圧Ｕを生成する。本実施形態において、検出ユニット２４は、電池１００の出力電圧を即時に検出して検出電圧Ｕを生成する。
【００１５】
比較ユニット２６は、検出電圧Ｕが電源オフ閾値電圧Ｕｏｆｆ２に等しいかどうかを判断し、且つ検出電圧Ｕが電源オフ閾値電圧Ｕｏｆｆ２に等しい（Ｕ＝Ｕｏｆｆ２）場合、計時信号を生成する。
【００１６】
プロセッサ３００は、前記計時信号に応答して計時を開始すると共に所定時間ｔ持続し、且つ比較ユニット２６を制御して、該所定時間ｔ内で検出ユニット２４から検出電圧Ｕを獲得する。所定時間ｔは、パワーフェイル瞬間の持続時間△ｔより長い。具体的には、ｔ＝△ｔ＋１ｓであるが、１ｓは他の時間常数（例えば、２ｓ、３ｓ等）でも良い。本実施形態において、プロセッサ３００は、比較ユニット２６を制御して、所定時間ｔ内において、等時間間隔に検出ユニット２４から検出電圧Ｕを獲得して、データ処理量を低下させる。この時、該等時間間隔は、固定値△ｔ／２０である。また、他の実施形態において、プロセッサ３００は、比較ユニット２６を制御して、所定時間ｔ内において、非等時間間隔に検出ユニット２４から検出電圧Ｕを獲得する。
【００１７】
比較ユニット２６は、所定時間ｔ内に獲得した検出電圧Ｕが、全て電源オフ閾値電圧Ｕｏｆｆ２より小さいかどうかを判断することにも用いられる。所定時間ｔ内に獲得した検出電圧Ｕの中の少なくとも１つが、電源オフ閾値電圧Ｕｏｆｆ２より大きい又は等しい場合、プロセッサ３００は、電子装置９００が作業状態になるように制御する。所定時間ｔ内に獲得した検出電圧Ｕが全て電源オフ閾値電圧Ｕｏｆｆ２より小さい場合、プロセッサ３００は、電子装置９００が電源オフになるように制御する。
【００１８】
以下、図２を参照しながら、本発明に係るパワーフェイル保護方法について説明する。該パワーフェイル保護方法は、電子装置９００に応用され、電子装置９００が電力消費の大きい負荷の運行によって、異常電源オフ又は瞬間的に電力が断たれることを防止する。このパワーフェイル保護方法は、ステップＳ５０２〜ステップＳ５１４を含む。
【００１９】
ステップＳ５０２では、記憶ユニット２２に、パワーフェイル瞬間の変圧差△ｕ、対応するパワーフェイル瞬間の持続時間△ｔ、及び電源オフ閾値電圧Ｕｏｆｆ２を予め記憶させる。本実施形態において、パワーフェイル瞬間の変圧差△ｕは、電子装置９００内において、電力消費が大きい異なる負荷（図示せず）が運行される時に、統計して獲得した複数のパワーフェイル瞬間の変圧差△ｕの中の最大値であり、パワーフェイル瞬間の持続時間△ｔは、それぞれ前記複数のパワーフェイル瞬間の変圧差△ｕに対応する複数のパワーフェイル瞬間の持続時間△ｔの中の最大値であり、電源オフ閾値電圧Ｕｏｆｆ２は、電池１００の過放電保護電圧Ｕｃｕｔとパワーフェイル瞬間の変圧差△ｕとの和（即ち、Ｕｏｆｆ２＝Ｕｃｕｔ＋Δｕ）である。
【００２０】
ステップＳ５０４では、検出ユニット２４が電池１００の出力電圧を検出して検出電圧Ｕを生成する。本実施形態において、検出ユニット２４は、電池１００の出力電圧を即時に検出して検出電圧Ｕを生成する。
【００２１】
ステップＳ５０６では、比較ユニット２６が、検出電圧Ｕが電源オフ閾値電圧Ｕｏｆｆ２に等しいかどうかを判断し、且つ検出電圧Ｕが電源オフ閾値電圧Ｕｏｆｆ２に等しい（Ｕ＝Ｕｏｆｆ２）場合、計時信号を生成する。この時、検出電圧Ｕが電源オフ閾値電圧Ｕｏｆｆ２に等しい場合、ステップＳ５０８を実施し、検出電圧Ｕが電源オフ閾値電圧Ｕｏｆｆ２に等しくない場合、ステップＳ５０４へ戻る。
【００２２】
ステップＳ５０８では、プロセッサ３００が前記計時信号に応答して計時を開始すると共に、所定時間ｔ持続する。この時、所定時間ｔは、パワーフェイル瞬間の持続時間△ｔより長い。具体的には、ｔ＝△ｔ＋１ｓであるが、１ｓは、他の時間常数（例えば、２ｓ、３ｓ等）でも良い。
【００２３】
ステップＳ５１０では、プロセッサ３００が比較ユニット２６を制御して、前記所定時間ｔ内に検出ユニット２４から検出電圧Ｕを獲得する。本実施形態において、プロセッサ３００は、比較ユニット２６を制御して、所定時間ｔ内において、等時間間隔検出ユニット２４から検出電圧Ｕを獲得して、データ処理量を低下させる。この時、該等時間間隔は、固定値△ｔ／２０である。また、他の実施形態において、プロセッサ３００は、比較ユニット２６を制御して、該所定時間ｔ内において、非等時間間隔に検出ユニット２４から検出電圧Ｕを獲得する。
【００２４】
ステップＳ５１２では、比較ユニット２６が所定時間ｔ内で獲得した検出電圧Ｕが全て電源オフ閾値電圧Ｕｏｆｆ２より小さいかどうかを判断する。所定時間ｔ内で獲得した検出電圧Ｕの少なくとも１つが電源オフ閾値電圧Ｕｏｆｆ２より大きい又は等しい場合、プロセッサ３００は、電子装置９００が作業状態になるように制御すると共に、ステップＳ５０４へ戻る。また、所定時間ｔ内に獲得した検出電圧Ｕが全て電源オフ閾値電圧Ｕｏｆｆ２より小さい場合、ステップＳ５１４を実施する。
【００２５】
ステップＳ５１４では、プロセッサ３００が、電子装置９００が電源オフになるように制御する。
【００２６】
以下、図３を参照しながら、技術効果について説明する。
【００２７】
図３は、本発明に係る電子装置９００のパワーフェイル時の波形図である。パワーフェイルする前の検出電圧をＵ１とし、パワーフェイルした後の検出電圧をＵ２（通常、Ｕ１＞Ｕ２）とし、パワーフェイル瞬間の電圧差を△Ｕとし、パワーフェイル瞬間の電圧差の△Ｕに対応するパワーフェイル瞬間の持続時間を△ｔとする。また、従来の電源オフ閾値電圧をＵｏｆｆ１とし、本発明の電源オフ閾値電圧をＵｏｆｆ２とし、電池の過放電保護電圧をＵｃｕｔとする。ここで、Ｕ１＞Ｕ２＞Ｕｏｆｆ２＞Ｕｏｆｆ１である。
【００２８】
従来の技術において、システムが電力消費の大きい負荷を運行して、電池が瞬間的にパワーフェイルされると、パワーフェイル瞬間の持続時間△ｔ内で、電池の出力電圧が急激に下降する。該電池の出力電圧が電源オフ閾値電圧Ｕｏｆｆ１まで下降した場合、システムは、電源オフの命令を出力し、且つこの電源オフの命令に基づいて電子装置の電源をオフする。これにより、電子装置は、少電量の状況の下、電力消費が大きい負荷を運行すると、電子装置に異常電源オフ現象が発生する。
【００２９】
しかし、本発明においては、電池がパワーフェイルされた時に、電池の出力電圧が電源オフ閾値電圧Ｕｏｆｆ２まで下降すると、システムが出力した命令を計時信号に変換すると共に、所定時間ｔまで持続し、且つ該所定時間ｔ（例えば、ｔ＝△ｔ＋１ｓ）内で、毎△ｔ／２０を時間間隔にして獲得した検出電圧Ｕと電源オフ閾値電圧Ｕｏｆｆ２とを比較し、該獲得した検出電圧Ｕが電源オフ閾値電圧Ｕｏｆｆ２より小さいかどうかを判断する。この獲得した検出電圧Ｕの中の少なくとも１つが電源オフ閾値電圧Ｕｏｆｆ２より大きい又は等しい場合、電子装置９００が作業状態になるように制御する。このように、電源オフを検出する方式を変えることによって、電子装置９００が少電量の状況下で、電力消費が大きい負荷の運行による異常電源オフ現象が発生することを防止することができる。
【００３０】
また、従来の技術において、システムが電源オフの命令を出力した後、電源オフのプログラムを実行することによって、一定時間が経過した後電源オフが完了するため、パワーフェイル瞬間の持続時間は、電源オフに必要な時間より遥かに短く、且つＵｏｆｆ１−Ｕｃｕｔ＜△Ｕである。従って、パワーフェイル瞬間の持続時間内で、電池の出力電圧が引き続き下降して過放電保護電圧に達すれば、システム全体に瞬間的に電力が断たれる現象が発生するため、電子装置にも異常が発生し、さらには電子装置の部品の破損ももたらす。
【００３１】
しかし、本発明においては、電源オフ検出方式を変えると共に、従来の電源オフ閾値電圧Ｕｏｆｆ１をＵｏｆｆ２（Ｕｏｆｆ２＝Ｕｃｕｔ＋△ｕ）まで向上させる方式を介して、検出電圧Ｕが△Ｕまで下降されても、パワーフェイルした後の検出電圧（Ｕ−△Ｕ）はＵｃｕｔより小さくないので、電子装置９００が瞬間的に電力を断たれる現象を防止することができる。
【００３２】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、該変形又は修正もまた本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
【符号の説明】
【００３３】
１００  電池
２００  パワーフェイル保護装置
２２  記憶ユニット
２４  検出ユニット
２６  比較ユニット
３００  プロセッサ
９００  電子装置
【図１】
2013183633.tif 000003
【図２】
2013183633.tif 000004
【図３】
2013183633.tif 000005